CN114333472A - 变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质，风力发电机组的变桨教学系统包括：第一变桨轴的变桨控制单元；第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度；第一变桨轴的变桨控制单元，被配置为接收手动变桨指令和运行参数信息，并在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。本申请实施例能够降低变桨教学系统的成本。

Description

变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质

技术领域

本申请属于风力发电技术领域，尤其涉及一种变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质。

背景技术

变桨系统是风力发电机组的重要功能部件，对风力发电机组的安全起至关重要的作用。风力发电机组的变桨系统在运行期间通常需要定期维护以及在故障时进行维修，因此对维护人员的技术培训就显得尤为重要。但是由于真机操作的难度大且安全性相对较低，所以可以通过风力发电机组的变桨教学系统培训维修人员。

然而，相关现有技术中的风力发电机组的变桨教学系统的成本较高，不利于变桨教学/培训的推广和普及。

发明内容

本申请实施例提供一种变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质，能够降低风力发电机组的变桨教学系统的成本，有利于变桨教学/培训的推广和普及。

第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组的变桨教学系统，风力发电机组的变桨教学系统包括：第一变桨轴的变桨控制单元；第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度；第一变桨轴的变桨控制单元，被配置为接收手动变桨指令和运行参数信息，并在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。

根据本申请第一方面的实施方式，在生成运行参数信息之后，第一控制器还被配置为执行以下操作：检测第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值；响应于第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于预设角度阈值，将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，包括：第一控制器具体被配置为生成包含运行参数信息的数据帧，数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位上的数值被调整为目标数值，以使第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，在生成数据帧之后，第一控制器还被配置为执行以下操作：解析数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于目标数值；响应于数据位的数值小于目标数值，将数据位的数值修改为等于或大于目标数值。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一控制器还被配置为执行以下操作：检测变桨教学系统的硬件安全链的连接状态，并在硬件安全链的连接状态为正常的情况下，向第一变桨轴的变桨控制单元发送目标控制指令，硬件安全链至少包括内部安全链；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在接收到目标控制指令，且在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，变桨教学系统还包括第一接近开关；手动变桨指令包括指示第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向0°方向变桨；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，且第一接近开关未被触发的情况下，向0°方向变桨。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，变桨教学系统还包括第一限位开关；手动变桨指令包括指示第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向90°方向变桨；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为在第一限位开关未被触发的情况下，向90°方向变桨。

第二方面，本申请实施例提供了一种变桨教学系统的控制方法，变桨教学系统包括第一控制器及第一变桨轴的变桨控制单元，变桨教学系统的控制方法包括：第一控制器生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度；响应于运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，第一变桨轴的变桨控制单元执行接收到的手动变桨指令。

根据本申请第二方面前述任一实施方式，在生成运行参数信息之后，第一控制器还执行以下操作：检测第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值；响应于第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于预设角度阈值，将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第二方面提供的变桨教学系统的控制方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第二方面提供的变桨教学系统的控制方法的步骤。

本申请实施例的变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质，风力发电机组的变桨教学系统包括：第一变桨轴的变桨控制单元；第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度；第一变桨轴的变桨控制单元，被配置为接收手动变桨指令和运行参数信息，并在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。由于第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息可以通过第一控制器模拟生成，所以无需在变桨教学系统配置第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元，也能够实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作，从而降低变桨教学系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中的风力发电机组的变桨教学系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统中的第一控制器执行的一种流程示意图；

图4为本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统中的第一控制器执行的另一种流程示意图；

图5为本申请实施例提供的变桨教学系统的控制方法的一种流程示意图；

图6为本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在阐述本申请实施例所提供的技术方案之前，为了便于对本申请实施例理解，本申请首先对现有技术中存在的问题进行具体说明：

如前所述，相关技术中存在风力发电机组的变桨教学系统的成本较高，不利于变桨教学/培训的推广和普及的问题。在使用原机组变桨控制程序进行教学设备搭建的前提下，需要搭建起三个变桨轴的硬件，造成成本过高。本申请实施例采用电气与通讯仿真手段模拟另外两变桨轴，实现单轴变桨培训的功能。

为了便于理解，下面结合图1对本申请的发明人发现上述技术问题的研究和分析过程进行详细说明。如图1所示，相关技术中，风力发电机组的变桨教学系统10’包括：主控制器101’、第一变桨轴的变桨控制单元102’、第二变桨轴的变桨控制单元103’和第三变桨轴的变桨控制单元104’。以第一变桨轴进行手动变桨为例，第一变桨轴的手动变桨过程如下：首先，主控制器101’从第二变桨轴的变桨控制单元103’获取第二变桨轴的运行参数信息，主控制器101’从第三变桨轴的变桨控制单元104’获取第三变桨轴的运行参数信息。然后，主控制器101’将第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息发送给第一变桨轴的变桨控制单元102’。第一变桨轴的变桨控制单元102’在接收到第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息之后，根据第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息判断是否符合单轴变桨条件。示例性地，单轴变桨条件例如可以为第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于86°。在符合单轴变桨条件的情况下，第一变桨轴的变桨控制单元102’执行手动变桨指令。

由此可见，相关技术中需要三个变桨轴的变桨控制单元真实存在，在对其中一个变桨轴进行手动变桨时，需要将实际存在的另外两个变桨轴的变桨角度调整至符合单轴变桨条件，如将另外两个变桨轴的变桨角度调整至86°以上。这样一来，由于风力发电机组的变桨教学系统需要设置三个变桨轴的变桨控制单元，所以导致风力发电机组的变桨教学系统成本较为高昂，不利于变桨教学/培训的推广和普及。

鉴于发明人的上述研究发现，本申请实施例提供了一种变桨教学系统及其控制方法、设备及可读存储介质，能够解决相关技术中存在的风力发电机组的变桨教学系统的成本较高，不利于变桨教学/培训的推广和普及的技术问题。

本申请实施例的技术构思在于：通过第一控制器模拟生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，第一变桨轴的变桨控制单元基于模拟生成的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息实现手动变桨。这样一来，风力发电机组的变桨教学系统中可以仅保留第一变桨轴的变桨控制单元，无需在变桨教学系统配置第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元，同样能够实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作，从而降低变桨教学系统的成本。

下面首先对本申请实施例所提供的风力发电机组的变桨教学系统进行介绍。

如图2所示，本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20包括第一变桨轴的变桨控制单元201和第一控制器202。示例性地，第一控制器202例如可以为风力发电机组的主控制器。第一控制器202被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，第二变桨轴及第三变桨轴运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度。需要说明的是，在实际应用中，第一控制器202可以直接生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，例如直接生成变桨角度大于86°的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度。但是在实现原理上，生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息的这一过程实际上是模拟接收(或称截获)第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息、破解第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息以及修改第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息三个过程。即，模拟从第二变桨轴的变桨控制单元接收第二变桨轴的运行参数信息，模拟从第三变桨轴的变桨控制单元接收第三变桨轴的运行参数信息。然后，模拟破解第二变桨轴的运行参数信息和第三变桨轴的运行参数信息。最后，模拟对第二变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度进行修改，模拟对第三变桨轴的运行参数信息中的第三变桨轴的变桨角度进行修改，例如将第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度修改为大于86°。

第一变桨轴的变桨控制单元201被配置为接收手动变桨指令和第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，并在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。需要说明的是，手动变桨指令可以由用户(如培训人员)输入。例如，可以是用户直接向第一变桨轴的变桨控制单元201输入手动变桨指令，也可以是用户先向第一控制器202输入手动变桨指令，再经由第一控制器202将手动变桨指令发送给第一变桨轴的变桨控制单元201。第一变桨轴的变桨控制单元201在接收到手动变桨指令、第二变桨轴的运行参数信息及第三变桨轴的运行参数信息之后，从第二变桨轴的运行参数信息读取出第二变桨轴的变桨角度，从第三变桨轴的运行参数信息中读取出第三变桨轴的变桨角度。然后，第一变桨轴的变桨控制单元201在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。预设角度阈值可以根据实际情况灵活设定，本申请实施例对此不作限定。在一些示例中，预设角度阈值例如可以为86°、86.5°、87°或其他数值。

在本申请的一些示例中，之所以将预设角度阈值设置为86°或86°以上，主要是因为期望高度模拟风力发电机组在实际环境中的运行状况，以实现教学的初衷。在实际环境中，假设在对第一变桨轴进行手动变桨时，第二变桨轴和第三变桨轴不停机，那么在风速较大的情况下第二变桨轴和第三变桨轴旋转的本身就很快，这时再往开桨方向调整第一变桨轴，相当于在两个变桨轴基础上再增加一个变桨轴相对于风的受力面，风力发电机组会转的更快，易发生飞车事故。因此，基于安全性的考虑，需要保证在对第一变桨轴进行手动变桨时，第二变桨轴和第三变桨轴停机。而第二变桨轴和第三变桨轴的变桨角度达到86°以上时，第二变桨轴和第三变桨轴正好处于顺桨状态(即停机状态)。因此，将预设角度阈值设置为86°或86°以上，可以保证第二变桨轴和第三变桨轴停机。

本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20，通过第一控制器202模拟生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，第一变桨轴的变桨控制单元201基于模拟生成的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息实现手动变桨。这样一来，风力发电机组的变桨教学系统20中可以仅保留第一变桨轴的变桨控制单元，无需在变桨教学系统20配置第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元，同样能够实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作，从而降低变桨教学系统的成本。

此外，第一变桨轴的变桨控制单元内部的控制逻辑(程序)可以不作任何修改，仍然保留原有的控制逻辑(程序)。即，本申请实施例可以在无需对第一变桨轴的变桨控制单元内部的控制逻辑(程序)作出任何修改的情况下，实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作。

需要说明的是，在本申请实施例中，第二变桨轴的运行参数信息可以理解为第二变桨轴的变桨控制单元的运行参数信息，第二变桨轴的变桨角度可以理解为第二变桨轴的变桨控制单元的变桨角度。同理，第三变桨轴的运行参数信息可以理解为第三变桨轴的变桨控制单元的运行参数信息，第三变桨轴的变桨角度可以理解为第三变桨轴的变桨控制单元的变桨角度。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一变桨轴的变桨控制单元201与第一控制器202之间可以通过预设的目标通信协议进行通信，以实现数据的交互。示例性地，目标通信协议包括但不限于PROFIBUS-DP协议。

下面以PROFIBUS-DP协议为例，对于第一变桨轴的变桨控制单元201与第一控制器202之间的通信建立过程以及通信过程进行说明。

PROFIBUS-DP协议可以把网络上的设备分为两种：主站(Master)和从站(Slave)。在本申请实施例中，第一控制器202可以作为主站，第一变桨轴的变桨控制单元201可以作为从站。通信建立过程如下：PROFIBUS-DP主站(下文简称DP主站)预先获取PROFIBUS网络上的DP从站的地址、DP从站的类型、数据交换区和诊断缓存区。DP主站启动整个网络的通信并初始化DP从站，并根据DP从站的地址将配置信息(参数及IO配置)写入到相应的DP从站。如果某个地址的DP从站存在，DP从站会接收DP主站写入的配置信息并且与自身实际的IO配置进行比较，并把结果写到自身的诊断缓存区。DP主站读取DP从站的诊断缓存区的缓存区信息，从而判断DP从站是否接受了DP主站的配置命令。一旦DP从站接受了DP主站的配置命令，主-从关系便会确立，即建立通信连接。

通信过程如下：主-从关系确立后，DP主站与DP从站便开始交换数据。DP主站可以把数据写入到DP从站的数据输入区(Input)，也可以从DP从站的数据输出区(Output)读取数据；DP从站可以把数据写入到DP主站的数据输入区(Input)，也可以从DP主站的数据输出区(Output)读取数据，从而实现数据的交互。

在本申请的一些实施例中，第一控制器202可以将第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息写入到第一变桨轴的变桨控制单元201的数据输入区。当然，第一变桨轴的变桨控制单元201也可以从第一控制器202的数据输出区读取第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息。第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息可以以数据帧的形式传输。相应地，第二变桨轴及第三变桨轴的变桨角度可以为数据帧中目标数据位的数值。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一控制器202被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息可以包括：

第一控制器202具体被配置为生成包含第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息的数据帧，数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位上的数值被调整为目标数值，以使第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值。即，第一控制器202在生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息的数据帧时，通过调整/设置第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位上的数值为目标数值，可以直接生成第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的运行参数信息(数据帧)。

然后，第一变桨轴的变桨控制单元201接收手动变桨指令和第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，并在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。

为了提高第一变桨轴的变桨控制单元201执行手动变桨指令的成功率，如图3所示，根据本申请的一些实施例，可选地，在生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息之后，第一控制器202还被配置为执行以下操作：

S301、检测第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值；

S302、响应于第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于预设角度阈值，将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度。

具体地，第一控制器202在生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息之后，还可以对生成的第二变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度进行检测，检测第二变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值，以及对生成的第三变桨轴的运行参数信息中的第三变桨轴的变桨角度进行检测，检测第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值。在第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度小于或等于预设角度阈值时，则将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度，以保证第一变桨轴的变桨控制单元201接收到的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，进而提高第一变桨轴的变桨控制单元201执行手动变桨指令的成功率。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一控制器202检测及修改第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度的过程如下：如图4所示，在生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息之后，第一控制器202具体被配置为执行以下操作：

S401、解析数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于目标数值；

S402、响应于数据位的数值小于目标数值，将数据位的数值修改为等于或大于目标数值。

其中，目标数值可以是上述的预设角度阈值，也可以是预设角度阈值的进制转换值。例如，预设角度阈值可以利用角度制表示的数值A，目标数值可以是数值A的二进制转换值或其他进制转换值。

具体地，第一控制器202在生成包含第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息的数据帧之后，可以解析数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于目标数值。在第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值小于目标数值时，将数值小于目标数值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值修改为等于或大于目标数值，以保证第一变桨轴的变桨控制单元201接收到的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值(目标数值)，进而提高第一变桨轴的变桨控制单元201执行手动变桨指令的成功率。

根据本申请的一些实施例，可选地，本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20还可以实现硬件安全链的检测。其中，硬件安全链可以包括内部安全链和外部安全链。内部安全链又称变桨系统的内部安全链，目的是只要有一个变桨轴发生故障，则引起整条内部安全链回路断电，使得风力发电机组进入紧急停机状态。内部安全链可以由变桨轴1至变桨轴3对应的继电器的触点组串接而成。上述任一变桨轴的继电器的触点组断开，都会引起整条内部安全链回路断电。变桨系统的外部安全链也称为主控安全链，能够将所有可能对风力发电机组严重损害的故障节点串联成一条回路，其中任一故障节点动作，都会引起整条外部安全链回路断电，使得风力发电机组进入紧急停机状态。变桨系统的外部安全链所涉及的故障节点包括：紧急停机按钮(位于塔底主控制柜)、发电机过速模块、扭缆开关、变桨系统三个轴控制柜中的外部安全继电器、紧急停机按钮(位于机舱控制柜)、振动开关等。

具体地，第一控制器202还可以被配置为执行以下操作：检测风力发电机组的变桨教学系统的硬件安全链的连接状态，并在硬件安全链的连接状态为正常的情况下，向第一变桨轴的变桨控制单元发送目标控制指令。其中，硬件安全链至少包括内部安全链。第一变桨轴的变桨控制单元201具体被配置为：在接收到目标控制指令，且在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。

本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20实现硬件安全链的检测的技术效果在于：考虑到在实际环境下对风力发电机组进行手动变桨操作时，需要先要检测风力发电机组的外部安全链和内部安全链有无故障，无故障才能执行手动变桨操作。否则，在外部安全链和内部安全链有故障的情况下进行手动变桨操作，会存在较大的安全隐患。因此，通过增设硬件安全链的检测的操作，可以高度模拟实际环境中的风力发电机组的手动变桨操作，达到教学和培训的目的。

需要说明的是，由于风力发电机组的变桨教学系统20可能无实际的外部安全链，所以可以假设外部安全链正常，只检测内部安全链。例如，第一控制器202在向第一变桨轴的变桨控制单元201发送的数据帧中可以包含表征外部安全链是否正常的数据位，然后第一控制器202可以将表征外部安全链是否正常的数据位的数值调整为外部安全链正常对应的数值。例如，外部安全链正常对应的数值为1，外部安全链异常对应的数值为0，则可以将数据帧中表征外部安全链是否正常的数据位的数值调整为1。同理，在检测内部安全链时，由于风力发电机组的变桨教学系统20可能无实际的第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元，所以可以假设第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元正常，只检测第一变桨轴的变桨控制单元201是否正常。第一变桨轴的变桨控制单元201在执行手动变桨指令之前，可以读取数据帧中表征外部安全链是否正常的数据位的数值，当数据帧中表征外部安全链是否正常的数据位的数值为外部安全链正常对应的数值时，执行手动变桨指令。相反，当数据帧中表征外部安全链是否正常的数据位的数值为外部安全链异常对应的数值时，不执行手动变桨指令。

根据本申请的一些实施例，可选地，本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20还可以实现软件安全链的检测。在一些示例中，第一控制器202在向第一变桨轴的变桨控制单元201发送的数据帧中可以包含表征软件安全链是否正常的数据位，然后第一控制器202可以将表征软件安全链是否正常的数据位的数值调整为软件安全链正常对应的数值。例如，软件安全链正常对应的数值为1，软件安全链异常对应的数值为0，则可以将数据帧中表征软件安全链是否正常的数据位的数值调整为1。第一变桨轴的变桨控制单元201在执行手动变桨指令之前，可以读取数据帧中表征软件安全链是否正常的数据位的数值，当数据帧中表征软件安全链是否正常的数据位的数值为软件安全链正常对应的数值时，执行手动变桨指令。相反，当数据帧中表征软件安全链是否正常的数据位的数值为软件安全链异常对应的数值时，不执行手动变桨指令。

为了避免因故障导致手动变桨操作误触发，根据本申请的一些实施例，可选地，本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20还可以包括第一接近开关。示例性地，第一接近开关可以包括5°接近开关。手动变桨指令可以包括指示第一变桨轴的变桨控制单元201控制第一变桨轴向0°方向变桨。其中，0°方向即开桨方向，90°方向即停桨方向。第一变桨轴的变桨控制单元201具体被配置为：在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，且第一接近开关未被触发的情况下，向0°方向变桨。

举例而言，风力发电机组通常可以包括5°接近开关、87°接近开关和92°限位开关。在87°接近开关被触发时，说明变桨轴的变桨角度已达到87度，这就意味着正常情况下5°接近开关肯定未被触发。因此，5°接近开关的设定是双重保险，利用5°接近开关未被触发进一步确保第二变桨轴和第三变桨轴的变桨角度大于86°，进而避免因第二变桨轴和第三变桨轴的变桨角度出错等故障导致手动变桨操作误触发。

为了保证风力发电机组的安全运行，根据本申请的一些实施例，可选地，本申请实施例提供的风力发电机组的变桨教学系统20还可以包括第一限位开关。示例性地，第一限位开关可以包括92°限位开关。手动变桨指令可以包括指示第一变桨轴的变桨控制单元201控制第一变桨轴向90°方向变桨。其中，90°方向即停桨方向。第一变桨轴的变桨控制单元201具体被配置为在第一限位开关未被触发的情况下，向90°方向变桨。

具体而言，92°通常是变桨角度的极限，若变桨轴的变桨角度的超过92°，风力发电机组将损毁。因此，在92°限位开关被触发时，不允许再往顺桨(停机)的这个方向变桨。而92°限位开关未被触发时，说明变桨角度还未到达极限，可以允许往顺桨的这个方向变桨。因此，在实际环境中，在第一限位开关未被触发的情况下，才允许向90°方向变桨，能够保证风力发电机组的安全运行。在变桨教学中，在第一限位开关未被触发的情况下，才允许向90°方向变桨，能够高度模拟实际环境中的风力发电机组的手动变桨操作，达到教学和培训的目的。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种变桨教学系统的控制方法，变桨教学系统包括第一控制器及第一变桨轴的变桨控制单元。容易理解的是，变桨教学系统可以包括上述实施例中的风力发电机组的变桨教学系统20。如图5所示，变桨教学系统的控制方法包括以下步骤：

S501、第一控制器生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，运行参数信息包括第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度；

S502、响应于运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，第一变桨轴的变桨控制单元执行接收到的手动变桨指令。

本申请实施例提供的变桨教学系统的控制方法，第一控制器模拟生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，第一变桨轴的变桨控制单元基于模拟生成的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息实现手动变桨。这样一来，风力发电机组的变桨教学系统中可以仅保留第一变桨轴的变桨控制单元，无需在变桨教学系统配置第二变桨轴的变桨控制单元和第三变桨轴的变桨控制单元，同样能够实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作，从而降低变桨教学系统的成本。

此外，第一变桨轴的变桨控制单元内部的控制逻辑(程序)可以不作任何修改，仍然保留原有的控制逻辑(程序)。即，本申请实施例可以在无需对第一变桨轴的变桨控制单元内部的控制逻辑(程序)作出任何修改的情况下，实现第一变桨轴的变桨控制单元的手动变桨操作。

在一些实施例中，在生成运行参数信息之后，第一控制器还执行以下操作：检测第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值；响应于第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于预设角度阈值，将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度。

具体地，第一控制器在生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息之后，还可以对生成的第二变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度进行检测，检测第二变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值，以及对生成的第三变桨轴的运行参数信息中的第三变桨轴的变桨角度进行检测，检测第三变桨轴的变桨角度是否大于预设角度阈值。在第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度小于或等于预设角度阈值时，则将变桨角度小于或等于预设角度阈值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度修改为大于预设角度阈值的角度，以保证第一变桨轴的变桨控制单元接收到的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，进而提高第一变桨轴的变桨控制单元执行手动变桨指令的成功率。

在一些实施例中，第一控制器生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，具体可以包括：生成包含运行参数信息的数据帧，数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位上的数值被调整为目标数值，以使第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值。

在一些实施例中，在生成数据帧之后，第一控制器还被配置为执行以下操作：解析数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于目标数值；响应于数据位的数值小于目标数值，将数据位的数值修改为等于或大于目标数值。

具体地，第一控制器在生成包含第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息的数据帧之后，可以解析数据帧中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于目标数值。在第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值小于目标数值时，将数值小于目标数值的第二变桨轴的变桨角度和/或第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值修改为等于或大于目标数值，以保证第一变桨轴的变桨控制单元接收到的第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息中的第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值(目标数值)，进而提高第一变桨轴的变桨控制单元执行手动变桨指令的成功率。

在一些实施例中，第一控制器还被配置为执行以下操作：检测变桨教学系统的硬件安全链的连接状态，并在硬件安全链的连接状态为正常的情况下，向第一变桨轴的变桨控制单元发送目标控制指令，硬件安全链至少包括内部安全链；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在接收到目标控制指令，且在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值的情况下，执行手动变桨指令。

本申请实施例实现硬件安全链的检测的技术效果在于：考虑到在实际环境下对风力发电机组进行手动变桨操作时，需要先要检测风力发电机组的外部安全链和内部安全链有无故障，无故障才能执行手动变桨操作。否则，在外部安全链和内部安全链有故障的情况下进行手动变桨操作，会存在较大的安全隐患。因此，通过增设硬件安全链的检测的操作，可以高度模拟实际环境中的风力发电机组的手动变桨操作，达到教学和培训的目的。

在一些实施例中，变桨教学系统还包括第一接近开关；手动变桨指令包括指示第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向0°方向变桨；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在第二变桨轴的变桨角度和第三变桨轴的变桨角度均大于预设角度阈值，且第一接近开关未被触发的情况下，向0°方向变桨。

在一些实施例中，变桨教学系统还包括第一限位开关；手动变桨指令包括指示第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向90°方向变桨；第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为在第一限位开关未被触发的情况下，向90°方向变桨。

图5所示方法中的各个步骤的具体实现方式请参见图2至图4的具体实现方式，变桨教学系统的控制方法与风力发电机组的变桨教学系统20能达到相同或等同的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。

基于上述实施例提供的变桨教学系统的控制方法，相应地，本申请还提供了电子设备的具体实现方式。请参见以下实施例。

图6示出了本申请实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。

电子设备可以包括处理器601以及存储有计算机程序指令的存储器602。

具体地，上述处理器601可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器602可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器602可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一个示例中，存储器602可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器602是非易失性固态存储器。存储器602可在综合网关容灾设备的内部或外部。

在一个示例中，存储器602可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个示例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

存储器602可以包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本申请的一方面的方法所描述的操作。

处理器601通过读取并执行存储器602中存储的计算机程序指令，以实现图5所示实施例中的方法/步骤S501至S502，并达到图5所示实例执行其方法/步骤达到的相应技术效果，为简洁描述在此不再赘述。

在一个示例中，电子设备还可包括通信接口603和总线610。其中，如图6所示，处理器601、存储器602、通信接口603通过总线610连接并完成相互间的通信。

通信接口603，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线610包括硬件、软件或两者，将电子设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(IndustryStandard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线610可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

另外，结合上述实施例中的变桨教学系统的控制方法，本申请实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种变桨教学系统的控制方法。计算机可读存储介质的示例包括非暂态计算机可读存储介质，如电子电路、半导体存储器设备、ROM、随机存取存储器、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

上面参考根据本申请的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种风力发电机组的变桨教学系统，其特征在于，包括：

第一变桨轴的变桨控制单元；

第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，所述运行参数信息包括所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度；

所述第一变桨轴的变桨控制单元，被配置为接收手动变桨指令和所述运行参数信息，并在所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度均大于所述预设角度阈值的情况下，执行所述手动变桨指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在生成所述运行参数信息之后，所述第一控制器还被配置为执行以下操作：

检测所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度是否大于所述预设角度阈值；

响应于所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于所述预设角度阈值，将变桨角度小于或等于所述预设角度阈值的所述第二变桨轴的变桨角度和/或所述第三变桨轴的变桨角度修改为大于所述预设角度阈值的角度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制器，被配置为生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，包括：

所述第一控制器具体被配置为生成包含所述运行参数信息的数据帧，所述数据帧中的所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度所在数据位上的数值被调整为目标数值，以使所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度均大于所述预设角度阈值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在生成所述数据帧之后，所述第一控制器还被配置为执行以下操作：

解析所述数据帧中的所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度所在数据位的数值是否小于所述目标数值；

响应于所述数据位的数值小于所述目标数值，将所述数据位的数值修改为等于或大于所述目标数值。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还被配置为执行以下操作：检测所述变桨教学系统的硬件安全链的连接状态，并在所述硬件安全链的连接状态为正常的情况下，向所述第一变桨轴的变桨控制单元发送目标控制指令，所述硬件安全链至少包括内部安全链；

所述第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在接收到所述目标控制指令，且在所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度均大于所述预设角度阈值的情况下，执行所述手动变桨指令。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变桨教学系统还包括第一接近开关；

所述手动变桨指令包括指示所述第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向0°方向变桨；

所述第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为：在所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度均大于所述预设角度阈值，且所述第一接近开关未被触发的情况下，向0°方向变桨。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变桨教学系统还包括第一限位开关；

所述手动变桨指令包括指示所述第一变桨轴的变桨控制单元控制第一变桨轴向90°方向变桨；

所述第一变桨轴的变桨控制单元具体被配置为在所述第一限位开关未被触发的情况下，向90°方向变桨。

8.一种变桨教学系统的控制方法，其特征在于，所述变桨教学系统包括第一控制器及第一变桨轴的变桨控制单元，所述方法包括：

第一控制器生成第二变桨轴及第三变桨轴的运行参数信息，所述运行参数信息包括所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度；

响应于所述运行参数信息中的所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度均大于所述预设角度阈值，所述第一变桨轴的变桨控制单元执行接收到的手动变桨指令。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在生成所述运行参数信息之后，所述第一控制器还执行以下操作：

检测所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度是否大于所述预设角度阈值；

响应于所述第二变桨轴的变桨角度和所述第三变桨轴的变桨角度中的至少一者小于或等于所述预设角度阈值，将变桨角度小于或等于所述预设角度阈值的所述第二变桨轴和/或所述第三变桨轴的变桨角度修改为大于所述预设角度阈值的角度。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求8或9所述的变桨教学系统的控制方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8或9所述的变桨教学系统的控制方法的步骤。

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